Система для контроля и управленияположением фурмы b сталеплавильномагрегате

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»,ВЮВЗО

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.11.74 (21) 2075276/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. Кл.

С 21 С 5/30

Государственный комитет ссср (53) УДК 669.184 (088.8) ло делам изобретений и открытий

А. М. Дубовец, А. М. Корпляков и Г. И. Семенов ., - ". -;,1

Волгоградское отделение Государственного, . ",":. / ордена Трудового Красного Знамени проектного института::

«Тяжпромэлектропроект»

Ф (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЕМ ФУРМЫ В СТАЛЕПЛАВИЛЪНОМ АГРЕГАТЕ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к управлению сталеплавильным процессом в конверторах.

Известно устройство для управления положением кислородной фурмы в рабочем пространстве сталеплавильного агрегата, содержащее датчик положения, связанный с механизмом перемещения фурмы, задатчик программы, регулятор положения фурмы, исполнительный механизм и блок учета разгара футеровки (1).

Недостатками известного устройства являются низкая точность регулирования заданного расстояния от уровня спокойной ванны агрегата ввиду отсутствия в нем автоматического ввода величины коррекции, учитывающей колеоания уровня расплава ванны в процессе продувки, а также отсутствие автоматического регулирования положения фурмы в заданной зоне продув- 20 ки непосредственно от управляющей вычислительной машины, что не позволяет достичь оптимального процесса продувки вследствие либо несвоевременного получения информации об уровне ванны, либо 25 малой ее достоверности.

Кроме того, не обеспечивается автоматического регулирования положения фурмы по заранее заданной программе в функ- 30 ции расхода кислорода или времени продувки.

Целью изобретения является повышение точности контроля и регулирования заданного расстояния от уровня спокойной ванны агрегата, повышение качества управления процессом продувки.

Указанная цель достигается тем, что система содержит датчик положения, соединенный с механизмом перемещения фурмы, задатчик программы, регулятор положения, датчик уровня ванны, первичная обмотка измерительного трансформатора которого через выпрямительный мост и пороговый элемент подключена к блоку коррекции, выходы которого соответственно соединены с вычитающим блоком регулятора положения, содержащего также блок определения положения фурмы, блок выбора направления и блок управления, выходы которого подключены через исполнительное устройство к механизму перемещения фурмы, и блок ввода — вывода информации о перемещении фурмы, входы которого шинами соединены с УВМ, с выходами вычитающего блока и блока коррекции, а выходы его — с входами блока выбора направления, с УВМ и блока выбора шага программы, входящего в задатчик программы, включающий также узлы шага про810830 граммы соответственно по перемещению фурмы, расходу кислорода или времени продувки, причем выход первого из них соединен с блоком выбора направления, а два последних — соответственно с узлами сравнения по расходу кислорода и времени продувки. Регулятор положения выполнен цифровым и снабжен блоком цифровой индикации.

На чертеже представлсна схема npeдлагаемой системы.

Система включает сталеплавильный агрегат 1 с расплавом ванны 2, нулевую точку системы 3, кислородную фурму 4, к соплу которой прикреплен мерный штырь 5, механизм б перемещения фурмы, исполнительное устройство 7, цифровой регулятор

8 положения, датчик 9 уровня ванны и задатчик 10 программы.

Цифровой регулятор 8 положения содержит датчик 11 положения фурмы, связанный с механизмом 6 перемещения фурмы, блок 12 определения положения фурмы, вычитающий блок 13, выход которого связан по двум раздельным каналам с блоком 14 цифровой индикации и входом блока 15 выбора направления, а выходы последнего подключены на входы блока 16 управления.

Исполнительное устройство 7 связано с блоком 16 управления цифрового регулятора 8 положения.

Датчик 9 уровня ванны выполнен в виде измерительного трансформатора 17, первичная обмотка которого через выпрямительный мост 18 и пороговый элемент 19 подключена на первый вход блока 20 коррекции. Второй вход блока 20 коррекции подключен к шине 21 включения.

Один из выходов блока 20 коррекции 40 связан с вычитающим блоком 13, а другой — с блоком 22 ввода — вывода информации о перемещении фурмы, входы которого посредством шин 23, 24 соединены с

УВМ 25. Два входа блока 22 по двум раз- 45 дельным каналам соединены с блоком выбора 15 направления и блоком 26 выбора шага программы. Блок 26 входит в задатчик 10 шага программы, который в свою очередь состоит из узлов 27, 28 сравнения 50 по расходу кислорода и времени продувки, а также узлов 29, 30, 31 задания шага программы соответственно по перемещению фурмы, расходу кислорода или времени продувки.

Один из входов блока 26 подключен к шине 32 включения программы, а второй— к выходу узлов 27, 28 сравнения, на входы которых подключены шины 33, 34. Выход 60 блока 26 соединен с узлами 29, 30, 31 задания, причем выход узла 29 задания соединен с блоком 15 выбора направления, а узлы 30, 31 соединены соответственно с узлами 27, 28. 65

В процессе продувки кислородная фурма

4 перемещается по направляющим в прямом и обратном направлении в пространстве сталеплавильного агрегата 1. В зоне продувки движение это должно носить дискретный характер. Контроль за перемещением фурмы 4 осуществляется датчиком 11 положения, IroTopbrH связан с механизмом б перемещен я фурмы. В качестве датчика

11 положения может быть применен импульсный датчик или датчик-преобразовател ь «вал — код».

Сигналы с датчика 11 положения, каждый из которых соответствует заданной дискретной величине перемещения фур мы

4, поступают в блок 12 определения положения, который преобразует эти сигналы в двоично-десятичный код 8421 с учетом направления движения фурмы 4. Полученный при этом код фактического положения фурмы 4 заведен на вход вычитающего блока

13. При помощи последнего выполняется операция вычитапия от большей величины фактического положения фурмы заведомо меньшую величину коррекции колебания уровня расплава ванны 2 агрегата 1 относительно нулевой точки системы 3, т. е. смещается эта точка отсчета на величину коррекции. Величина коррекции определяется следующим образом.

При наличии управляющего сигнала на шине 21 блок 16 управления своими деблокирующими элементами блокирует отработку заданной программы перемещения фурмы 4, и она на минимальной скорости опускается вниз до касания расплава мерным штырем 5, прикрепленным к соплу фурмы 4. Момент этого касания фиксируется появлением скачкообразного сигнала на обмотке измерительного трансформатора 17. Этот сигнал через выпрямительный мост 18 поступает на пороговый элемент

19, который может быть бесконтактным либо контактным. Указанный элемент выбирается с таким пороговым сигналом (сигналом на входе, производящим переK JI IO I e I I H e эл е м е н та ), кото р ы и JI H III b n p H превышении этого предельного отклонения, имеющего место при касании расплава, мог сработать и находиться в этом состоянии, пока отклонение не уменьшится до величины, определяемой коэффициентом возврата его. Сигнал с выхода порогового элемента 19 заведен на вход блока 20 коррекции. По этому сигналу длина мерного штыря 5 при помощи вычитающего блока 13 вычитается от фактического расстояния между соплом фурмы 4 и нулевой точки системы 3, зафиксированного блоком 12 определения положения в момент касания.

Таким образом, полученная разность (величина коррекции), равная расстоянию от уровня расплава до нулевой точки системы 3, запоминается в регистре блока 20 коррекции. После этого блокировки блока

810830

16 управления снимаются и фурма 4 поднимается на расстояние, заданное шагом программы, а вычисленная величина коррекции, представленная в двоично-десятичном коде 8421, постоянно вычитается вычитающим блоком 13 от фактического положения фурмы 4, в результате чего и обеспечивается автоматический ввод коррекции уровня расплава.

При работе системы от УВМ осуществляется непрерывный вывод из системы информации о перемещении фурмы 4 в зоне продувки и величины коррекции уровня расплава. УВМ на основании этой информации по алгоритму управления дутьевым режимом выдает в систему программу о перемещении фурмы 4.

Ввод-вывод упомянутой информации производит блок 22, состоящий из регистра вывода, регистра ввода и схемы управления. Регистр вывода предназначен для приема по раздельным каналам с вычитающего блока 13 и блока 20 коррекции текущей дискреты положения, а регистр ввода — для приема программы от УВМ на перемещение фурмы 4 и передачи ее в блок

15 выбора направления. Все регистры параллельного действия. Схема управления выдает необходимые управляющие сигналы в блок 26 выбора шага программы и вычитающий блок 13, а также определяет, в каком режиме работает система. Если система работает в режиме от УВМ, то схема управления блока 22 ввода — вывода выдает сигнал на вход блока 26 выбора шага программы.

Этим сигналом блокируется выход узла

29 задания программы. При измерении уровня ванны схема управления блока 22 ввода — вывода запрещает прием информации в регистр вывода этого блока.

Автоматическое регулирование положения фурмы относительно уровня расплава осуществляется по предварительно заданной программе режима продувки, дискреты которой набираются на узлах 29 — 31 задатчика 10 программы. В этом случае наложен запрет на поступление сигналов через блок ввода — вывода 22 на УВМ. Режимы работы системы задаются вручную.

Включение программы режима продувки производится следующим образом.

Как только сопло фурмы 4 войдет в зону продувки, на шине 32 включения программы появляется сигнал, по которому запускается блок 26 выбора шага программы.

Последний представляет собой коммутатор с параллельными ключевыми схемами, выходы которых заведены на входы узлов

29, 30, 31 задания шага программы, соответственно по перемещению фурмы, по расходу кислорода или времени продувки.

Эти узлы представляют собой наборное поле, с помощью которого можно задавать программу режима продувки с определенной дискретностью.

Набор программы осуществляется в десятичном коде с последующим преобразованием в двоично-десятичный код. Выход узла 29 задания программы по перемещению фурмы заведен в блок выбора 15 направления. Выходные сигналы узла 30, 31 задания программы по расходу кислорода

10 или времени продувки поступают в узел

27, 28 сравнения по расходу кислорода или времени продувки, на вторые входы которых по информационным шинам 23, 24 поступает текущая информация о фактиче15 ском расходе кислорода или времени продувки. Узлы сравнения выполнены по комбинационному принципу.

Регулирование расстояния между соплом фурмы 4 и расплавом ванны 2 состоит в

20 том, чтобы заставить следовать фурму 4 за задающей программой, поступающей от задатчика 10 программы или от УВМ. Это осуществляется сравнением фактического положения фурмы 4 относительно уровня

25 расплава с заданным программой. В результате этого сравнения путем определения меньшего или большего числа определяется направление перемещения фурмы 4.

В случае, когда фактическое положение

30 фурмы 4 окажется больше заданного программой, блок 15 выбора направления выдает в блок 16 управления сигнал, по которому исполнительное устройство 7 через механизм перемещения 6 перемещает фур35 му 4 вниз от фактического положения до заданного.

По достижении соплом фурмы 4 заданного положения, т. е. когда скорректированное расстояние, поступившее с выхода

40 вычитающего блока 13, сравняется с расстоянием, заданное программой от УВМ или от задатчика 10 программы, на выходе блока 15 выбора направления имеется нулевой сигнал.

45 По этому сигналу через блок управления 16 исполнительное устройство 7 прерывает перемещение фурмы 4 и она останавливается. Фурма 4 находится на этом расстоянии от расплава 2 до отработки

50 программы по расходу кислорода или времени продувки.

Как только фактический расход кислорода или времени продувки сравняется с заданной программой, на выходе узлов 27, 55 28 сравнения появляется сигнал. По этому сигналу блок 26 выбора шага программы подключает следующий заданный шаг программы режима продувки, и работа системы повторяется.

60 Непосредственная связь системы с УВМ позволяет производить регулирование положения фурмы по алгоритму, выработанному машиной, что дает возможность улучшить качество управления процессом продувки и исключить некоторые субъективные

810830

Формула изобретения

Составитель А. Абросимов

Техред О. Павлова

Корректоры: О. Силуянова и P. Беркович

Редактор E. Братчикова

Заказ 360/10 Изд. № 212 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ошибки при других режимах ведения плавки.

Кроме того, система может определять величину поправки уровня расплава ванны, запоминать и хранить эту величину до очередного измерения уровня ванны.

Система для контроля и управления положением фурмы в сталеплавильном агрегате, содержащая датчик положения, соединенный с механизмом перемещения фурмы, задатчик программы и регулятор положения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля и регулирования заданного расстояния от уровня спокойной ванны агрегата, повышения качества управления процессом продувки, она дополнительно содержит датчик уровня ванны, первичная обмотка измерительного трансформатора которого через выпрямительный мост и пороговый элемент соединена с блоком коррекции, выходы которого соединены с вычитающим блоком регулятора положения, содержащего также блок определения положения фурмы, блок выбора направления и блок управления, выходы которого подключены через исполнительное устройство к механизму перемещения фурмы, входы которого шинами соединены с вычислительной машиной, с выходами вычитающего блока и блока коррекции, а выходы его — с выходами блока

10 выбора направления, с вычислительной машиной и блока выбора шага программы, входящего в задатчик программы, включающий также узлы задания шага программы соответственно, по перемещению фурмы, 15 расходу кислорода или времени продувки, причем выход первого из них соединен с блоком выбора направления, а два последних — соответственно с узлами сравнения по расходу кислорода и времени продувки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

25 ¹ 359272, кл. С 21 С 5/30, 1970.